[发明专利]光超极化核磁共振成像装置及方法

权利要求书

1.一种光超极化核磁共振成像装置，包括：

存储模块，用于存储金刚石颗粒分散液和缓冲液；

运输模块，包括用于连接所述存储模块和极化模块的前端流管，以及用于连接所述极化模块和检测模块的后端流管；

所述极化模块，包括：用于产生信号序列的信号发生器、用于产生并向极化腔发射激光的激光激发模块、用于向所述极化腔发射微波信号并控制所述极化腔的磁场强度的微波磁场模块，以及所述极化腔；以及

所述检测模块，用于在利用缓冲液将超极化后的金刚石颗粒分散液传输至成像载体的成像区域中之后，通过磁共振设备生成磁共振图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述存储模块包括至少两个贮样瓶，所述至少两个贮样瓶分别用于存储所述金刚石颗粒分散液和所述缓冲液。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述金刚石颗粒含有至少为自然丰度的¹³C核。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述运输模块还包括：

第一输送模块，用于将所述金刚石颗粒分散液输送至所述极化腔中；以及

第二输送模块，用于输送所述缓冲液，并通过所述缓冲液的推送控制所述金刚石颗粒分散液的位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激光激发模块包括：

激光器，用于响应所述信号序列产生所述激光；

光纤，连接所述激光器和光纤耦合结构，用于传输所述激光；以及

光纤耦合结构，用于固定所述光纤，并将所述激光发射至所述极化腔。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述微波磁场模块包括：

波源，用于产生微波信号；

微波开关，用于接收所述信号序列，并响应所述信号序列进行开启或关闭；

微波调制模块，用于调节所述微波信号的波形或者信号强度；

外磁场生成模块，用于在所述极化腔区域内产生均匀的直流磁场。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激光激发模块用于向所述极化腔发射所述激光，使所述金刚石颗粒的NV色心被极化。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述微波磁场模块用于向所述极化腔发射所述微波信号和用于控制所述极化腔所处的所述磁场强度，使所述NV色心的极化度通过交叉弛豫过程转移到所述¹³C核中，并使所述¹³C核的极化度在单位超极化时间内达到预设值。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述检测模块还包括注入器，所述注入器埋入所述成像载体中，并通过所述后端流管和所述极化腔连接。

10.一种光超极化核磁共振成像方法，包括：

使用运输模块将存储模块中的金刚石颗粒分散液输送至极化腔内；

使用激光激发模块发射的激光照射所述金刚石颗粒分散液；

控制微波磁场模块向所述极化腔中发射微波信号，并调节所述极化腔所处的磁场强度，得到超极化后的金刚石颗粒分散液；

使用存储模块中的缓冲液将所述超极化后的所述金刚石颗粒分散液推送至成像载体的成像区域，并使用磁共振设备对所述成像载体进行成像。